powerpoint 演示文稿 - 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論西華師范大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院張鷹E-mail:zhangying@

參考書《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》師伯樂編著。高等教育出版社，1999年2月《DATABASESYSTEMCONCEPTS》第四版影印版AbrahamSilberschatz,HenryF.Korth,S.Sudarshan

編著。高等教育出版社，2002年上機(jī)軟件SQLServer2000考試成績(jī)平時(shí)成績(jī)（書面作業(yè)、上機(jī)練習(xí)、綜合練習(xí)）期中考試期末考試內(nèi)容安排(1)基礎(chǔ)篇第一章：緒論第二章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫第三章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL第四章：關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化第五章：關(guān)系數(shù)據(jù)理論設(shè)計(jì)篇第六章：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)內(nèi)容安排(2)系統(tǒng)篇第七章：數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)第八章：并發(fā)控制第九章：數(shù)據(jù)庫安全性第十章：數(shù)據(jù)庫完整性第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)1.1

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展引言1963年，美國Honeywell公司的IDS（IntegratedDataStore）系統(tǒng)投入運(yùn)行，揭開了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的序幕。20世紀(jì)70年代是數(shù)據(jù)庫蓬勃發(fā)展的年代，網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)占據(jù)了整個(gè)數(shù)據(jù)庫商用市場(chǎng)，而關(guān)系系統(tǒng)僅處于實(shí)驗(yàn)階段。20世紀(jì)80年代，關(guān)系系統(tǒng)由于使用簡(jiǎn)便以及硬件性能的改善，逐步代替網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)占領(lǐng)了市場(chǎng)。20世紀(jì)90年代，關(guān)系數(shù)據(jù)庫已成為數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主流。進(jìn)入21世紀(jì)以后，無論是市場(chǎng)的需求還是技術(shù)條件的成熟，對(duì)象數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的推廣和普及已成定局。數(shù)據(jù)庫的地位數(shù)據(jù)庫技術(shù)是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國家信息化程度的重要標(biāo)志1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.2四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(Database)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對(duì)象信息與數(shù)據(jù)之間存在著固有的聯(lián)系：數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示或稱為載體；信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)語義的解釋數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)記錄數(shù)據(jù)的種類文字、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語義是不可分的數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間解釋：李明是個(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語義二、數(shù)據(jù)庫（舉例）二、數(shù)據(jù)庫(續(xù))人們收集并抽取出一個(gè)應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應(yīng)將其保存起來以供進(jìn)一步加工處理，進(jìn)一步抽取有用信息數(shù)據(jù)庫的定義數(shù)據(jù)庫(Database,簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合二、數(shù)據(jù)庫(續(xù))數(shù)據(jù)庫的特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法基于不同的數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型和面向?qū)ο笮偷?。DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能

提供數(shù)據(jù)定義語言(DDL)

定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)操縱功能:提供數(shù)據(jù)操縱語言(DML)

操縱數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的基本操作

(查詢、插入、刪除和修改)DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理

保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、 多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用 發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能(實(shí)用程序)

數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)批量裝載 數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲(chǔ) 介質(zhì)故障恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫的重組織 性能監(jiān)視等四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS）是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即它是采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員（和用戶）構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成圖示參看教材page_5圖1.1數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具用戶用戶用戶

數(shù)據(jù)庫管理員圖1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置圖示參看教材page_5圖1.2硬件OS

DBMS、編譯系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)用系統(tǒng)圖1.2數(shù)據(jù)庫在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1.1.1數(shù)據(jù)庫的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什么是數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，是數(shù)據(jù)處理的中心問題數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力應(yīng)用需求的推動(dòng)計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展時(shí)間（年）19561965197119781981198519952003容量（MB／軸）5301006001200500010000180000磁盤容量的發(fā)展一、人工管理時(shí)期40年代中--50年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算 硬件水平 無直接存取存儲(chǔ)設(shè)備 軟件水平 沒有操作系統(tǒng) 處理方式 批處理 人工管理(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不保存。數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴于程序數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(人工管理)

應(yīng)用程序１數(shù)據(jù)集１應(yīng)用程序２數(shù)據(jù)集２應(yīng)用程序ｎ數(shù)據(jù)集n...…...…二、文件系統(tǒng)時(shí)期50年代末--60年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算、管理 硬件水平 磁盤、磁鼓 軟件水平 有文件系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理

文件系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(文件系統(tǒng))應(yīng)用程序１文件１應(yīng)用程序２文件2應(yīng)用程序ｎ文件n存取方法...…...…文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的。數(shù)據(jù)只能是定長(zhǎng)的?？梢蚤g接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。文件間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)?？梢蚤g接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。學(xué)生人事記錄學(xué)號(hào)姓名性別系別年齡政治面貌家庭出生籍貫家庭成員獎(jiǎng)懲情況學(xué)號(hào)姓名性別系別年齡政治面貌家庭出生籍貫學(xué)號(hào)與本人關(guān)系詳細(xì)情況日期獎(jiǎng)懲條目圖1.6（a）主記錄——詳細(xì)記錄格式式例家庭成員記錄獎(jiǎng)懲情況記錄1301001張三男計(jì)科系21共青團(tuán)員干部四川成都張二父子……王一母子……張五兄弟……2001一等獎(jiǎng)學(xué)金2001院級(jí)三好學(xué)生家庭成員記錄獎(jiǎng)懲情況記錄圖1.6(b)學(xué)生張三記錄示例三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫階段的標(biāo)志是20世紀(jì)60年代末的三件大事：

1968年美國IBM公司推出層次模型的IMS系統(tǒng)。1969年美國CODASYL組織發(fā)布了DBTG報(bào)告，總結(jié)了當(dāng)時(shí)各式各樣的數(shù)據(jù)庫，提出網(wǎng)狀模型。1970年美國IBM公司的E.F.Codd

連續(xù)發(fā)表論文，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景 大規(guī)模管理 硬件背景 大容量磁盤 軟件背景 有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理,分布處理,批處理 數(shù)據(jù)庫階段信息處理方式的演變

高級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段（一）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要有下面三個(gè)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)物理上分布在各個(gè)場(chǎng)地，但邏輯上是一個(gè)整體。每個(gè)場(chǎng)地既可以執(zhí)行局部應(yīng)用（訪問本地DB），也可以執(zhí)行全局應(yīng)用（訪問異地DB）。各地的計(jì)算機(jī)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系。本地計(jì)算機(jī)單獨(dú)不能勝任的處理任務(wù)，可以通過通信網(wǎng)絡(luò)取得其它DB和計(jì)算機(jī)的支持。高級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段（二）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)庫…數(shù)據(jù)的高共享性的好處降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲(chǔ)空間避免數(shù)據(jù)間的不一致性使系統(tǒng)易于擴(kuò)充數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。邏輯獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一。數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無需程序定義和解釋。數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)使每個(gè)用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系。DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能并發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)階段信息處理的傳統(tǒng)方式數(shù)據(jù)庫階段信息處理方式的演變第一章緒論1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.5數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界容易為人所理解便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次(1)概念模型也稱信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)。(2)數(shù)據(jù)模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對(duì)象的抽象過程兩步抽象現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象為概念模型；把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。

概念模型是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.2概念模型

1.2.3常用數(shù)據(jù)模型

1.2.4層次模型

1.2.5網(wǎng)狀模型

1.2.6關(guān)系模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（靜態(tài)特性）數(shù)據(jù)操作（動(dòng)態(tài)特性）數(shù)據(jù)的完整性約束條件

1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)象類型的集合兩類對(duì)象與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述

2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作對(duì)數(shù)據(jù)庫中各種對(duì)象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則數(shù)據(jù)操作的類型檢索更新（包括插入、刪除、修改）數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對(duì)操作的定義操作的確切含義操作符號(hào)操作規(guī)則（如優(yōu)先級(jí)）實(shí)現(xiàn)操作的語言數(shù)據(jù)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。

3.數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲(chǔ)存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對(duì)約束條件的定義反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。例如在關(guān)系模型中，任何關(guān)系必須滿足實(shí)體完整性和參照完整性兩個(gè)條件。提供定義完整性約束條件的機(jī)制，以反映具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語義約束條件。

1.2.2概念模型1.概念模型2.信息世界中的基本概念3.概念模型的表示方法1.概念模型概念模型的用途概念模型用于信息世界的建模是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的有力工具數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言對(duì)概念模型的基本要求較強(qiáng)的語義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語義知識(shí)簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解。2.信息世界中的基本概念

(1)實(shí)體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。(2)屬性（Attribute）實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來刻畫。

(3)碼（Key）唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。

信息世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）屬性的取值范圍稱為該屬性的域。(5)實(shí)體型（EntityType）用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實(shí)體稱為實(shí)體型(6)實(shí)體集（EntitySet）同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集信息世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)系（Relationship）現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系實(shí)體型間聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型一對(duì)一聯(lián)系（1:1）三個(gè)實(shí)體型一對(duì)多聯(lián)系（1:n）一個(gè)實(shí)體型多對(duì)多聯(lián)系（m:n）

兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型2111:1聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型2mnm:n聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型21n1:n聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對(duì)一聯(lián)系。記為1:1。

實(shí)例（乘客與座位）班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)正班長(zhǎng)一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))一對(duì)多聯(lián)系如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對(duì)多聯(lián)系記為1:n實(shí)例（車間與工人）班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)系：一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí)兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))多對(duì)多聯(lián)系（m:n）如果對(duì)于實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個(gè)實(shí)體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體B具有多對(duì)多聯(lián)系。記為m:n實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)多聯(lián)系若實(shí)體集E1，E2，...，En存在聯(lián)系，對(duì)于實(shí)體集Ej（j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實(shí)體，最多只和Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則我們說Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)系是一對(duì)多的。多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系(續(xù))實(shí)例

課程、教師與參考書三個(gè)實(shí)體型如果一門課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干本參考書，每一個(gè)教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用課程與教師、參考書之間的聯(lián)系是一對(duì)多的多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)一聯(lián)系多個(gè)實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)系同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)體間的聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系實(shí)例

職工實(shí)體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工一個(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對(duì)多的聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系3.概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多實(shí)體－聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型E-R圖實(shí)體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。學(xué)生教師E-R圖(續(xù))屬性用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名E-R圖(續(xù))聯(lián)系聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來，同時(shí)在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實(shí)體型，也可以有屬性。如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來

聯(lián)系的表示方法實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型2111:1聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型2mnm:n聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型21n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法(續(xù))實(shí)體型1聯(lián)系名mn同一實(shí)體型內(nèi)部的m:n聯(lián)系實(shí)體型1聯(lián)系名實(shí)體型21m多個(gè)實(shí)體型間的1:n聯(lián)系實(shí)體型3n聯(lián)系的表示方法示例班級(jí)班級(jí)-班長(zhǎng)班長(zhǎng)111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級(jí)組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法示例(續(xù))職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實(shí)體型內(nèi)部的1:n聯(lián)系課程講授教師1m多個(gè)實(shí)體型間的1:n聯(lián)系參考書n聯(lián)系屬性的表示方法課程選修學(xué)生mn成績(jī)舉例說明用E-R圖來表示某個(gè)工廠的物資管理的概念模型

(1)物資管理涉及的實(shí)體

A、倉庫。屬性有倉庫號(hào)，倉庫面積，電話號(hào)碼。

B、零件。屬性有零件號(hào)，名稱，規(guī)格，單價(jià)，描述。

C、供應(yīng)商。屬性有供應(yīng)商號(hào)，姓名，地址，電話號(hào)碼，帳號(hào)。

D、項(xiàng)目。屬性有項(xiàng)目號(hào)，預(yù)算，開工日期。

E、職工。屬性有職工號(hào)，姓名，年齡，職稱。

(2)這些實(shí)體之間的聯(lián)系

A、一個(gè)倉庫可以存放多種零件,一種零件可以存放在多個(gè)倉庫中。因此,倉庫和零件具有多對(duì)多的聯(lián)系。

B、一個(gè)倉庫有多個(gè)職工當(dāng)倉庫保管員,一個(gè)職工只能在一個(gè)倉庫工作。因此,倉庫和職工之間是一對(duì)多的聯(lián)系。

C、職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)和被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。因此,職工實(shí)體中具有一對(duì)多的聯(lián)系。

D、供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三者之間具有多對(duì)多的聯(lián)系。倉庫號(hào)面積電話號(hào)職工號(hào)姓名年齡職稱倉庫職工零件號(hào)名稱規(guī)格單價(jià)描述項(xiàng)目號(hào)預(yù)算開工日期零件項(xiàng)目

（a）

實(shí)體及其屬性圖

（3）該工廠的物資管理E-R圖供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)量倉庫庫存量職工mpnm1nn1n

（b）

某工廠物資管理實(shí)體及其聯(lián)系圖（E-R圖）供應(yīng)庫存工作領(lǐng)導(dǎo)供應(yīng)商號(hào)姓名地址電話號(hào)帳號(hào)供應(yīng)商（a）

實(shí)體及其屬性圖E-R圖(續(xù))完整的E-R圖實(shí)體聯(lián)系模型（二）首先確定實(shí)體類型。本問題有三個(gè)實(shí)體類型：零件PART，工程項(xiàng)目PROJECT，零件供應(yīng)商SUPPLIER。確定聯(lián)系類型。PROJECT和PART之間是M:N聯(lián)系，PART和SUPPLIER之間也是M:N聯(lián)系，分別命名為P_P和P_S.把實(shí)體類型和聯(lián)系類型組合成ER圖。確定實(shí)體類型和聯(lián)系類型的屬性。確定實(shí)體類型的鍵，在ER圖中屬于碼的屬性名下畫一條橫線。實(shí)體聯(lián)系模型（三）實(shí)體聯(lián)系模型（四）作業(yè)：為某百貨公司設(shè)計(jì)一個(gè)E－R模型：

該百貨公司管轄若干個(gè)連鎖店，每家店經(jīng)營若干商品，每家商店有若干職工，但每個(gè)職工只有服務(wù)于一家店。

1.2.3常用數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型(NetworkModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以基本層次聯(lián)系為基本單位

基本層次聯(lián)系：兩個(gè)記錄以及它們之間的一對(duì)多（包括一對(duì)一)的聯(lián)系常用數(shù)據(jù)模型(續(xù))關(guān)系模型(RelationalModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientedModel）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對(duì)象

1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.2概念模型

1.2.3常用數(shù)據(jù)模型

1.2.4層次模型

1.2.5網(wǎng)狀模型

1.2.6關(guān)系模型

1.2.4層次模型1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱3.層次數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)5.層次數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)

6.典型的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型

滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型1.有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)2.根以外的其它結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)層次模型中的幾個(gè)術(shù)語根結(jié)點(diǎn)，雙親結(jié)點(diǎn)，兄弟結(jié)點(diǎn)，葉結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

根結(jié)點(diǎn)

Ｒ2

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ3

葉結(jié)點(diǎn)

Ｒ4

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ5

葉結(jié)點(diǎn)

葉結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)系：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的